基于适配体识别的电化学分析方法在双酚A检测中的应用研究进展

袁京磊

摘 要：双酚A（Bisphenol A，BPA）是由丙酮和苯酚缩合而成，曾被广泛用于奶瓶、食品包装材料等产品的生产。人体可通过空气吸入、皮肤接触和膳食摄入等多种途径暴露于BPA类化合物，而膳食摄入是最主要的暴露途径。实现对食品中BPA的快速检测，是保障人们避免暴露于BPA的重要途径之一。本文总结了基于适配体识别的电化学分析方法在双酚A检测中的应用研究，以期为实现BPA的快速、高效地检测提供方法和思路。

关键词：双酚A;适配体;电化学;研究进展

Progress on Application of Electrochemical Analysis Methods Based on Aptamer Recognition on the Detection of Bisphenol A

YUAN Jinglei

（Pingyi County Center for Inspection and Testing， Pingyi 273300， China）

Abstract： Bisphenol A（BPA） is condensed from acetone and phenol， and has been widely used in the production of milk bottles， food packaging materials and other products.The human body can be exposed to the BPA class of compounds through various pathways， such as air inhalation， skin exposure， and dietary intake， and dietary intake is the main route of exposure.The rapid detection of BPA in food is one of the important ways to ensure that people can avoid exposure to BPA.This paper summarizes the application of the electrochemical analysis method based on aptamer recognition in bisphenol A detection， in order to provide methods and ideas for the rapid and efficient detection of BPA.

Keywords： bisphenol A; aptamer; electrochemical; progress

双酚A（Bisphenol A，BPA）是一种常见化工原料，广泛用于生产环氧树脂、聚碳酸酯等高分子材料。BPA是一种典型的环境内分泌干扰物，通过调控雌激素受体介导的信號通路，能够对生殖系统、肝脏、乳腺产生损伤，同时与肥胖症、糖尿病以及胎儿畸形也存在关联，对人们的健康有一定的影响。

1 适配体

适配体是一种DNA或RNA分子，它能够与其目标物质高亲和力和特异性的结合。适配体通常通过SELEX技术从一个含有1013～1015随机序列的DNA或RNA库中筛选得到。由于适配体具有稳定、易于合成、反复使用、易于保存和化学修饰的优点，已被广泛地应用到食品安全检测中。

2 电化学分析方法

电化学分析法是根据溶液中物质的电化学性质及其变化规律，建立在以电位、电导、电流和电量等电学量与被测物质某些量之间的计量关系的基础上，对组分进行定性和定量的仪器分析方法，主要有电导法、电位滴定法、电解分析法、电化学阻抗谱、伏安法和溶出伏安法等。由于具有灵敏度高、准确度高、检测范围宽、设备简单和操作简便等优势，电化学分析方法在食品中有害物质（如食源性致病菌、生物毒素、重金属离子、药物残留等）的检测方面有较多的应用。

3 BPA传统的检测方法

BPA传统的检测方法主要是国标法，虽然能够实现对BPA的准确检测，但检测过程需要借助液相色谱仪、气相色谱仪、高效液相色谱仪等大型仪器设备，存在操作复杂、检测时间长、成本昂贵等劣势，难以实现对BPA的快速检测。

4 基于适配体识别的电化学分析方法在BPA检测中的应用

基于适配体识别的电化学分析方法具有高特异性、选择性、灵敏度等优势，能够实现对目标物质的快速、准确地检测，且无需依赖大型、复杂的仪器设备。因此，基于适配体识别的电化学分析方法在BPA检测中的应用比较多，为实现BPA的快速、准确、高效检测提供了实例。TSEKELI等[1]基于聚丙烯亚胺树枝状聚合物-碳纳米纤维复合材料（CNFs-PPI）固定平台，设计了一种用以检测BPA的适配体传感器，氨基修饰的适配体以戊二醛为交联剂固定在玻碳电极上的CNFs-PPI平台上，实现了对BPA的检测。该适配体传感器检测BPA的范围为1～

10 nmol/L，差分脉冲伏安法、电化学阻抗谱对BPA的检测限（LOD）分别为0.03、0.06 nmol/L，应用该适配体传感器对水样中的BPA进行检测，回收率在91.8%～100.3%，且在干扰物质存在的情况下，对BPA具有良好的选择性和重复性，相对标准偏差为3.8%。SONG等[2]设计了一种基于多组分AgMo异质结构的电化学适配体传感器，实现了在不同环境下超灵敏检测BPA;该方法的检测范围为1～

1 000 fg/mL，LOD为0.2 fg/mL，具有高选择性和良好的稳定性、重现性、可再生性和在不同情况下的适用性。NODEHI等[3]在电沉积的纳米多孔金电极上制备了一种简单、灵敏的电化学适配体传感器;该方法的线性范围为10～1 200 pmol/L，LOD为

3.65 pmol/L，且对食品样品中的BPA具有高灵敏度和选择性。LI等[4]基于Ru（bpy）32+封装的钛-MIL-125金属-有机骨架，设计了用于BPA检测的电化学发光适配体传感器;将Ru（bpy）32+封装的MIL-125滴在玻碳电极上作为工作电极;再将硫醇基修饰的BPA适配体通过Ti-S键结合到工作电极上，由于适配体和BPA之间以高特异性和亲和力结合，电化学发光的信号被显著抑制，从而实现了对BPA的检测;该方法的线性范围为1.0×10−12～1.0×10−6 mol/L，LOD为6.1×10−13mol/L。YAO等[5]通过将适配体固定在由氮硫掺杂的石墨烯量子点和纳米金修饰的玻碳电极上，开发了一种用于测定BPA的高灵敏电化学传感器，该传感器线性范围为0.1～10 μmol/L，LOD在0.03 μmol/L左右;对自来水样品进行加标回收实验，回收率范围为82.6%～107.0%。姜梦凡等[6]基于BPA与其适配体互补链（cDNA）對适配体的竞争结合作用构建了检测BPA的电化学传感器;将制备的纳米金与二硫化钼的纳米复合物修饰到玻碳电极表面。通过巯基修饰的cDNA与适配体杂交反应，生成双链DNA，通过Au-S键的化学吸附作用，将双链DNA修饰到电极表面;利用具有卟啉平面结构的氯化血红素在双链DNA沟槽中的嵌插作用，制备了电化学传感器。基于氯化血红素对于双氧水和对苯二酚的化学反应的电催化作用，建立了差分脉冲伏安法检测BPA的方法，该方法的线性范围为

1.0 nmol/L～10.0 μmol/L，LOD为0.8 nmol/L，该方法具有较强的稳定性与选择性，并可用于实际样品中BPA的检测。TSEKELI等[7]基于碳纳米纤维-银纳米颗粒复合材料的固定平台，设计了一种用于检测BPA电化学适配体生物传感器;该传感器的线性范围为0.1～10 nmol/L，使用方波伏安法的LOD为0.39 nmol/L;该生物传感器在100倍浓度干扰物质存在的情况下，具有良好的选择性，并成功用于实际水样中BPA的检测。

此外，ZHAO等[8]基于单壁碳纳米管（SWCNT）作为进一步信号放大的电催化探针，设计了一种新型“信号开启”电化学适配体传感器，用于超灵敏和特异性测定人血清和湖水中的BPA;首先应用多壁碳纳米管、氨基功能化磁铁矿和纳米金粒子对玻碳电极表面进行改性，并形成具有导电性、稳定性和生物相容性能的纳米材料薄膜，再通过与适配体互补DNA杂交将BPA适配体固定到传感器上;在BPA存在下，适配体与其结合，BPA-适配体结合物从电极上释放出来;后续加入的SWCNT和互补DNA快速组装，该“信号开启”电化学适配体传感器从而实现信号的双重放大;该方法的检测范围为10-19～

10-14 mol/L，检出限为0.08 amol/L，且成功用于测定人血清和湖水中的BPA。ZHANG等[9]设计了一种简单、灵敏的电化学发光适配体传感器用于BPA的检测;该方法的线性范围为2.0 pmol/L～50 nmol/L，LOD为1.5 pmol/L，且成功应用于饮料样品中BPA的检测。YU等[10]基于单链DNA（ssDNA）-亚甲基蓝（MB）复合物开发了一种用于测定BPA的电化学适配体传感器。BPA特异性适配体是一种具有发夹结构的ssDNA，它被固定在低成本的塑料电极上，作为识别元件和信号放大平台，然后将MB插入适配体中作为信号探针。由于DNA构象的变化，嵌入的MB在与BPA相互作用时被释放，从而导致电化学响应的降低。该方法的线性范围为0.001～100 μg/L，LOD为0.4 ng/L。LIU等[11]将聚乙烯亚胺功能化氮掺杂碳纳米点复合材料（NCDs@PEI）作为共反应物、Ru（bpy）32+纳米片（RuNSs）作为发光体，构建了一种检测BPA的电化学发光适配体传感器。由于NCDs和PEI对RuNSs的双重改进功能，该电化学发光适配体传感器表现出优异的电化学发光性能;该电化学发光适配体传感器的线性范围为1.0×10-10～1.0×

10-4 mol/L，LOD为3.3×10-11 mol/L，具有良好的稳定性和可重复性。应用该电化学发光适配体传感器对水样中的BPA进行检测时，得到的结果与高效液相色谱-紫外光谱方法得到的结果一致，验证了其良好的准确性。

5 展望

随着人们对BPA危害的研究不断深入及对食品中BPA含量的重视程度不断提高，基于适配体识别的电化学分析方法在食品中BPA的检测中将发挥越来越重要的作用。同时，随着适配体筛选技术的不断发展，其筛选的效率将不断提高，越来越多的食品中有害物质的适配体将通过筛选得到，基于适配体识别的电化学分析方法在其他食品有害物质的检测中将会有越来越广泛的应用。

参考文献

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